JPH0779179B2 - 偏光補償装置付導波型光素子 - Google Patents
偏光補償装置付導波型光素子Info
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- JPH0779179B2 JPH0779179B2 JP58174631A JP17463183A JPH0779179B2 JP H0779179 B2 JPH0779179 B2 JP H0779179B2 JP 58174631 A JP58174631 A JP 58174631A JP 17463183 A JP17463183 A JP 17463183A JP H0779179 B2 JPH0779179 B2 JP H0779179B2
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- Japan
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- polarization
- semiconductor laser
- type optical
- optical
- waveguide type
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F3/00—Optical logic elements; Optical bistable devices
- G02F3/02—Optical bistable devices
- G02F3/026—Optical bistable devices based on laser effects
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は任意の偏光状態の入射光を所望の方向の直線偏
光出射光に変換することのできる偏光補償装置付きの導
波型光素子に関する。
光出射光に変換することのできる偏光補償装置付きの導
波型光素子に関する。
近年、光通信システムの実用化が進められているが、さ
らに高度なシステムを目指して高速・大容量の光ネット
ワークシステムが検討されている。
らに高度なシステムを目指して高速・大容量の光ネット
ワークシステムが検討されている。
そのような高速・大容量の光ネットワークシステムを実
現する一つの方法として、小型・高速という特徴を有す
る各種の導波型光素子を用いて光ネットワークシステム
を構成することが考えられる。一方、情報量の増大に対
処する光ファイバ伝送系としては、モード分散が原理的
に零であり、高速・広帯域の信号を遠距離にわたって伝
送することが可能な単一モードファイバ伝送系が支配的
になるものと考えられる。しかしながら、単一モードフ
ァイバにおいては、直線偏光を入射したとしても、単一
モードファイバ中の複屈折が温度や圧力により変化する
ので、出射光の偏光状態は一定方向の直線偏光とはなら
ない。
現する一つの方法として、小型・高速という特徴を有す
る各種の導波型光素子を用いて光ネットワークシステム
を構成することが考えられる。一方、情報量の増大に対
処する光ファイバ伝送系としては、モード分散が原理的
に零であり、高速・広帯域の信号を遠距離にわたって伝
送することが可能な単一モードファイバ伝送系が支配的
になるものと考えられる。しかしながら、単一モードフ
ァイバにおいては、直線偏光を入射したとしても、単一
モードファイバ中の複屈折が温度や圧力により変化する
ので、出射光の偏光状態は一定方向の直線偏光とはなら
ない。
導波型光素子においては、通常導波光の偏光状態によっ
てその機能を発揮させるための効果の大きさが異なる。
例えば、電気光学効果や音響光学効果を利用した光スイ
ッチや光変調器の入射部ではTEもしくはTMモードの一方
のみを入射させる必要がある。したがって、単一モード
ファイバと導波型光素子を接続するためには偏光補償の
機能が必要である。
てその機能を発揮させるための効果の大きさが異なる。
例えば、電気光学効果や音響光学効果を利用した光スイ
ッチや光変調器の入射部ではTEもしくはTMモードの一方
のみを入射させる必要がある。したがって、単一モード
ファイバと導波型光素子を接続するためには偏光補償の
機能が必要である。
従来、偏光の調整を行うには、光ファイバに曲げやねじ
りなどの外的変形を施す方法や偏光子を挿入して一定の
偏光成分だけを透過させる方法などが用いられてきた。
しかしながら、光ファイバに外的変形を施す方法を用い
ると、単一モードファイバの周囲温度の変化や外力の変
化により導波光の偏光状態が変化するのでそのたびに手
動あるいはフィードバック制御系で調整し直す必要があ
る。また偏光子を挿入する方法を用いると不要な偏光成
分はすべて損失となってしまうばかりか、単一モードフ
ァイバ出射光の偏光状態が刻々と変わると偏光子出射光
量が時間的に変化してしまう。
りなどの外的変形を施す方法や偏光子を挿入して一定の
偏光成分だけを透過させる方法などが用いられてきた。
しかしながら、光ファイバに外的変形を施す方法を用い
ると、単一モードファイバの周囲温度の変化や外力の変
化により導波光の偏光状態が変化するのでそのたびに手
動あるいはフィードバック制御系で調整し直す必要があ
る。また偏光子を挿入する方法を用いると不要な偏光成
分はすべて損失となってしまうばかりか、単一モードフ
ァイバ出射光の偏光状態が刻々と変わると偏光子出射光
量が時間的に変化してしまう。
他の方法としては、第１図に示すように２枚のLiNbO3バ
ルク型位相変調器２および３を45°傾けて縦続に接続
し、LiNbO3バルク型位相変調器に印加する電圧を出射光
の偏光状態を検出してフィードバック制御する偏光補償
方式がある。しかしながら、この方法ではフィードバッ
ク制御系が非常に複雑になる、LiNbO3バルク型位相変調
器の半波長電圧が数十ボルトと大きいなどの欠点があ
る。
ルク型位相変調器２および３を45°傾けて縦続に接続
し、LiNbO3バルク型位相変調器に印加する電圧を出射光
の偏光状態を検出してフィードバック制御する偏光補償
方式がある。しかしながら、この方法ではフィードバッ
ク制御系が非常に複雑になる、LiNbO3バルク型位相変調
器の半波長電圧が数十ボルトと大きいなどの欠点があ
る。
また別の方法としては、第５図に示すように、導波型光
素子と単一モード光ファイバの間に光検出器、増幅用電
気回路、半導体レーザ、偏波保存ファイバを挿入し、単
一モードファイバからの入力光をまず光検出器で電気信
号に変換し、この電気信号を増幅用電気回路で増幅して
半導体レーザを駆動し、単一偏波（TE偏波）の半導体レ
ーザ出射光を偏波保存ファイバを用いて導波型光素子へ
と導く方法も考えられる。しかしながら、上述の方法に
おいては、対象とする光信号が高速となるにつれて増幅
用電気回路の製作が高価で困難となる欠点や、導波型光
素子の入力チャンネル数が多くなると電気配線部および
増幅用電気回路でのクロストークの防止が難しくなり、
このクロストークの防止は対象となる光信号が高速にな
ればなるほど飛躍的に困難となる欠点がある。さらに、
高速の増幅用電気回路は一般的に消費電力が大きく、数
Gb/sの信号を数チャンネル並列に増幅するような増幅用
電気回路は、その消費電力の大きさおよびそのクロスト
ークの大きさから、あまり現実的とは言えない。
素子と単一モード光ファイバの間に光検出器、増幅用電
気回路、半導体レーザ、偏波保存ファイバを挿入し、単
一モードファイバからの入力光をまず光検出器で電気信
号に変換し、この電気信号を増幅用電気回路で増幅して
半導体レーザを駆動し、単一偏波（TE偏波）の半導体レ
ーザ出射光を偏波保存ファイバを用いて導波型光素子へ
と導く方法も考えられる。しかしながら、上述の方法に
おいては、対象とする光信号が高速となるにつれて増幅
用電気回路の製作が高価で困難となる欠点や、導波型光
素子の入力チャンネル数が多くなると電気配線部および
増幅用電気回路でのクロストークの防止が難しくなり、
このクロストークの防止は対象となる光信号が高速にな
ればなるほど飛躍的に困難となる欠点がある。さらに、
高速の増幅用電気回路は一般的に消費電力が大きく、数
Gb/sの信号を数チャンネル並列に増幅するような増幅用
電気回路は、その消費電力の大きさおよびそのクロスト
ークの大きさから、あまり現実的とは言えない。
本発明の目的は、上述のような欠点を除去せしめて単一
モードファイバ出射光の偏光状態の変化に対して安定で
かつ構成の簡単な偏光補償装置付きの導波型光素子を提
供することにある。
モードファイバ出射光の偏光状態の変化に対して安定で
かつ構成の簡単な偏光補償装置付きの導波型光素子を提
供することにある。
本発明の偏光補償装置付導波型光素子は、特定の偏光状
態の入射信号光に対して動作する導波型素子に対し、前
記特定偏光以外の偏光状態の信号光が入射された場合に
も該入射信号光の偏光状態を前記特定偏光に変換する動
作を行う偏光補償装置が、該入射信号光を導波型光素子
へ導く手段と導波型光素子入射端との間に挿入された偏
光補償装置付導波型光素子であって、バイアス注入電流
をかけた状態で光入力と光出力との間に微分利得特性ま
たは光双安定性を有する半導体レーザと、該半導体レー
ザに発振しきい値電流よりもわずかに小さいバイアス電
流を供給して入射信号光がオン状態の場合のみ前記半導
体レーザを発振状態にする手段と、任意の偏光状態の入
射信号光を前記半導体レーザへ導く手段と、導波型光素
子と、前記半導体レーザからの出射光をその偏光状態を
保存したまま導波型光素子に導く手段とにより構成した
ことを特徴とする。
態の入射信号光に対して動作する導波型素子に対し、前
記特定偏光以外の偏光状態の信号光が入射された場合に
も該入射信号光の偏光状態を前記特定偏光に変換する動
作を行う偏光補償装置が、該入射信号光を導波型光素子
へ導く手段と導波型光素子入射端との間に挿入された偏
光補償装置付導波型光素子であって、バイアス注入電流
をかけた状態で光入力と光出力との間に微分利得特性ま
たは光双安定性を有する半導体レーザと、該半導体レー
ザに発振しきい値電流よりもわずかに小さいバイアス電
流を供給して入射信号光がオン状態の場合のみ前記半導
体レーザを発振状態にする手段と、任意の偏光状態の入
射信号光を前記半導体レーザへ導く手段と、導波型光素
子と、前記半導体レーザからの出射光をその偏光状態を
保存したまま導波型光素子に導く手段とにより構成した
ことを特徴とする。
微分利得特性または光双安定性を有する半導体レーザと
は、それぞれ第３図（ａ）及び（ｂ）に示すように、注
入電流と光出力との関係において、光出力が発振しきい
値電流近傍で急激に立ち上がるレーザのことを言う。こ
のような微分利得特性、または光双安定性を有する半導
体レーザに関しては、ｎ型基板上に型成された半導体レ
ーザのｐ型電極を２分割し一方を通常の発振領域、他方
を過飽和吸収領域とすることにより、通常の埋め込み構
造ダブルヘテロ半導体レーザにおいて、微分利得特性ま
たは光双安定性を持たせることができることが、Ch.Har
derらによって雑誌アプライド・フィジックス・レター
ズ（Applied Physics Letters）1981年９月号（第39巻
382頁〜384頁）に報告されている。上記報告において
は、250μｍ長の埋め込み構造半導体レーザを、25μｍ
の分離領域を挟んで、125μｍの発振領域と100μｍの過
飽和吸収領域に分割したときの実験結果が示されてお
り、過飽和吸収領域への順方向注入電流が−2mA以下の
時、その領域が確かに過飽和吸収領域として働き、しき
い値電流近傍で光出力が急激に立ち上がり、発振領域へ
の注入電流と光出力の間にヒステリシス特性が得られた
ことが示されている。本発明では微分利得特性もしくは
光双安定性を有する半導体レーザが、その電流−光出力
特性もしくは光入力−光出力特性において、閾値で急峻
な立上りを見せることを利用する。適当なバイアス電流
を微分利得特性もしくは光双安定特性を有する半導体レ
ーザに流しておき、光を注入すると注入光の偏光状態に
依らずTEモードで発振する。
は、それぞれ第３図（ａ）及び（ｂ）に示すように、注
入電流と光出力との関係において、光出力が発振しきい
値電流近傍で急激に立ち上がるレーザのことを言う。こ
のような微分利得特性、または光双安定性を有する半導
体レーザに関しては、ｎ型基板上に型成された半導体レ
ーザのｐ型電極を２分割し一方を通常の発振領域、他方
を過飽和吸収領域とすることにより、通常の埋め込み構
造ダブルヘテロ半導体レーザにおいて、微分利得特性ま
たは光双安定性を持たせることができることが、Ch.Har
derらによって雑誌アプライド・フィジックス・レター
ズ（Applied Physics Letters）1981年９月号（第39巻
382頁〜384頁）に報告されている。上記報告において
は、250μｍ長の埋め込み構造半導体レーザを、25μｍ
の分離領域を挟んで、125μｍの発振領域と100μｍの過
飽和吸収領域に分割したときの実験結果が示されてお
り、過飽和吸収領域への順方向注入電流が−2mA以下の
時、その領域が確かに過飽和吸収領域として働き、しき
い値電流近傍で光出力が急激に立ち上がり、発振領域へ
の注入電流と光出力の間にヒステリシス特性が得られた
ことが示されている。本発明では微分利得特性もしくは
光双安定性を有する半導体レーザが、その電流−光出力
特性もしくは光入力−光出力特性において、閾値で急峻
な立上りを見せることを利用する。適当なバイアス電流
を微分利得特性もしくは光双安定特性を有する半導体レ
ーザに流しておき、光を注入すると注入光の偏光状態に
依らずTEモードで発振する。
したがって、フィードバック系などの複雑な電気系なし
で偏光補償が可能となる。しかも微小な注入光で発振を
始め、端面で数ミリワットの出力が得られるので増幅・
波形整形器としても使用できる。そのような半導体レー
ザの出射光を偏光保存ファイバに結合し、その偏光状態
を保ったまゝ導波型光素子に導けば偏光依存性のある導
波型光素子の機能を最大限に発揮させることができる。
で偏光補償が可能となる。しかも微小な注入光で発振を
始め、端面で数ミリワットの出力が得られるので増幅・
波形整形器としても使用できる。そのような半導体レー
ザの出射光を偏光保存ファイバに結合し、その偏光状態
を保ったまゝ導波型光素子に導けば偏光依存性のある導
波型光素子の機能を最大限に発揮させることができる。
本発明の構成においては、入力信号を微分利得特性また
は光双安定性を有する半導体レーザに入射すればその半
導体レーザ出射光が入力信号を偏光補償した光信号とな
り、一旦電気信号に変換する必要がない。このため偏光
補償が可能な光信号の帯域は、微分利得特性または光双
安定性を有する半導体レーザの応答速度のみに依存し、
数Gb/sの信号に対しても簡単なバイアス回路のみで偏光
補償することが可能である。さらに、本発明の構成にお
いては、上述のように一旦電気信号に変換する必要が無
いため、偏光補償装置をアレイ状に並べて用いる多チャ
ンネルの偏光補償装置付導波型光素子の構成において
も、光検出器と増幅用電気回路と半導体レーザとを組み
合わせて構成した偏光補償装置で問題となるようなクロ
ストークの問題や消費電力の問題は依存せず、高速・多
チャンネルの偏光補償装置付導波型光素子が容易に得ら
れる。
は光双安定性を有する半導体レーザに入射すればその半
導体レーザ出射光が入力信号を偏光補償した光信号とな
り、一旦電気信号に変換する必要がない。このため偏光
補償が可能な光信号の帯域は、微分利得特性または光双
安定性を有する半導体レーザの応答速度のみに依存し、
数Gb/sの信号に対しても簡単なバイアス回路のみで偏光
補償することが可能である。さらに、本発明の構成にお
いては、上述のように一旦電気信号に変換する必要が無
いため、偏光補償装置をアレイ状に並べて用いる多チャ
ンネルの偏光補償装置付導波型光素子の構成において
も、光検出器と増幅用電気回路と半導体レーザとを組み
合わせて構成した偏光補償装置で問題となるようなクロ
ストークの問題や消費電力の問題は依存せず、高速・多
チャンネルの偏光補償装置付導波型光素子が容易に得ら
れる。
以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第２図に本発明による偏光補償装置付導波型光スイッチ
の実施例を示す。第２図において、単一モードファイバ
11より出射された光をレンズで絞り、微分利得特性ある
いは双安定特性を有する半導体レーザ12に注入する。前
記半導体レーザ12には安定化電流源（図示せず）により
常に一定のバイアス電流が流されている。前記半導体レ
ーザ12の温度特性が問題になる場合にはヒートシンクを
介して温度安定化用素子が取り付けられる。前記半導体
レーザ12の出射光は偏波保存ファイバ13に結合され、偏
波保存ファイバ13はTi拡散LiNbO3方向性結合器２×２光
スイッチ14の導波路面に接続される。
の実施例を示す。第２図において、単一モードファイバ
11より出射された光をレンズで絞り、微分利得特性ある
いは双安定特性を有する半導体レーザ12に注入する。前
記半導体レーザ12には安定化電流源（図示せず）により
常に一定のバイアス電流が流されている。前記半導体レ
ーザ12の温度特性が問題になる場合にはヒートシンクを
介して温度安定化用素子が取り付けられる。前記半導体
レーザ12の出射光は偏波保存ファイバ13に結合され、偏
波保存ファイバ13はTi拡散LiNbO3方向性結合器２×２光
スイッチ14の導波路面に接続される。
この偏光補償装置に用いるられる半導体レーザ12の注入
電流と光出力の関係を第３図に示す。通常光双安定特性
を示すレーザの注入電流と光出力の関係は第３図（ａ）
に示すようにヒステリシスを有するが、第３図（ｂ）の
ように閾電流値で光出力が急峻に立上るがヒステリシス
は描かないものもあり、これは微分利得特性を有するレ
ーザと呼ばれる。
電流と光出力の関係を第３図に示す。通常光双安定特性
を示すレーザの注入電流と光出力の関係は第３図（ａ）
に示すようにヒステリシスを有するが、第３図（ｂ）の
ように閾電流値で光出力が急峻に立上るがヒステリシス
は描かないものもあり、これは微分利得特性を有するレ
ーザと呼ばれる。
ここで双安定特性または微分に利得特性をもつ半導体レ
ーザの動作原理について説明する。
ーザの動作原理について説明する。
微分利得または双安定特性を有する半導体レーザにおい
ては、外部からの光の注入により半導体レーザ内の過飽
和吸収体の損失が急激に低下し、それにより共振器内の
光パワーの増大と過飽和吸収体の損失のさらなる低下が
連鎖的に生じ、通常の半導体レーザよりもしきい値近傍
の電流‐光出力特性が急峻に立上る発振特性を有する。
したがって通常の光ポンピングよりも小さな光入力パワ
ーで、非発振状態の半導体レーザを発振状態へと変化さ
せることができる。
ては、外部からの光の注入により半導体レーザ内の過飽
和吸収体の損失が急激に低下し、それにより共振器内の
光パワーの増大と過飽和吸収体の損失のさらなる低下が
連鎖的に生じ、通常の半導体レーザよりもしきい値近傍
の電流‐光出力特性が急峻に立上る発振特性を有する。
したがって通常の光ポンピングよりも小さな光入力パワ
ーで、非発振状態の半導体レーザを発振状態へと変化さ
せることができる。
本願発明は、上述の原理を利用して偏光補償および補償
を行なうので、通常の光ポンピング技術を用いる場合に
比べて、高消光比、低光入力パワーで偏光補償動作およ
び増幅動作が可能となる。
を行なうので、通常の光ポンピング技術を用いる場合に
比べて、高消光比、低光入力パワーで偏光補償動作およ
び増幅動作が可能となる。
第３図（ａ）に示すようにヒステリシスの外側のバイア
ス電流Iaを流したときの光双安定特性を示す半導体レー
ザの光入力と光出力の関係を第４図（ａ）に、第３図
（ｂ）に示すようなバイアス電流Ibを流したときの微分
利得特性を有する半導体レーザの光入力と光出力との関
係を第４図（ｂ）に示す。第４図（ａ），（ｂ）のよう
な特性を有する半導体レーザ12に単一モードファイバ11
の出射光（RZ信号）が注入されると、注入光の偏光状態
に依らず信号が“1"のときのみ半導体レーザ12は発振す
る。しかも半導体レーザ12は注入光の偏光状態に依ら
ず、通常の半導体レーザと同様にTEモードで発振する。
ス電流Iaを流したときの光双安定特性を示す半導体レー
ザの光入力と光出力の関係を第４図（ａ）に、第３図
（ｂ）に示すようなバイアス電流Ibを流したときの微分
利得特性を有する半導体レーザの光入力と光出力との関
係を第４図（ｂ）に示す。第４図（ａ），（ｂ）のよう
な特性を有する半導体レーザ12に単一モードファイバ11
の出射光（RZ信号）が注入されると、注入光の偏光状態
に依らず信号が“1"のときのみ半導体レーザ12は発振す
る。しかも半導体レーザ12は注入光の偏光状態に依ら
ず、通常の半導体レーザと同様にTEモードで発振する。
したがって、単一モードファイバ11出射光の偏光状態に
依らず、半導体レーザ12出射光はTEモードとなり、偏光
補償動作が可能となる。なお、半導体レーザ12の閾電流
値やスヒテリシス幅は温度により変化する場合にはペル
チェ素子などの温度安定化用素子を用いて温度安定化を
する必要がある。半導体レーザ12の出射光は偏波保存フ
ァイバ13に結合され、TEモードを保ったまゝ次段の偏光
保存性を有する導波型光スイッチ14に接続される。導波
型光スイッチ14の導波路端面において偏波保存ファイバ
出射直線偏光の向きをファイバをねじることにより調整
すれば、導波型光スイッチ14を効率良くスイッチングさ
せることができる。
依らず、半導体レーザ12出射光はTEモードとなり、偏光
補償動作が可能となる。なお、半導体レーザ12の閾電流
値やスヒテリシス幅は温度により変化する場合にはペル
チェ素子などの温度安定化用素子を用いて温度安定化を
する必要がある。半導体レーザ12の出射光は偏波保存フ
ァイバ13に結合され、TEモードを保ったまゝ次段の偏光
保存性を有する導波型光スイッチ14に接続される。導波
型光スイッチ14の導波路端面において偏波保存ファイバ
出射直線偏光の向きをファイバをねじることにより調整
すれば、導波型光スイッチ14を効率良くスイッチングさ
せることができる。
本構成の偏光補償装置付導波型光スイッチにおいては、
単一モードファイバ出射光を双安定特性もしくは微分利
得特性を有する半導体レーザの活性層に注入するだけで
偏光補償が可能となる。その際に必要なものは、レンズ
とバイアス電流通電用の電流源および温度安定化装置の
みであるので非常に簡単な構成で偏光補償装置を実現す
ることができる。しかも微小な注入光でも双安定特性も
しくは微分利得特性を有する半導体レーザは発振を開始
し、端面で数mWの光を出射するので偏光補償とともに波
形整形，増幅も同時に行うことができる。筆者らの測定
によればヒステリシス幅1mAのときバイアス電流Iaをヒ
ステリシスの立下り電流Ithd直前においたとき、すなわ
ちバイアス電流Iaをヒステリシスの立上り電流Ithdより
1mA小さくしたとき、単一モードファイバ11の出射光が3
0μＷで双安定特性を有する半導体レーザが発振を始
め、双安定特性を有する半導体レーザの出射光として端
面で約1mWが得られた。なお双安定特性を有する半導体
レーザを偏光補償に用いる場合には、注入光量に対する
感度の点からヒステリシス幅は狭い方が良く、微分利得
特性型半導体レーザが最も望ましい。
単一モードファイバ出射光を双安定特性もしくは微分利
得特性を有する半導体レーザの活性層に注入するだけで
偏光補償が可能となる。その際に必要なものは、レンズ
とバイアス電流通電用の電流源および温度安定化装置の
みであるので非常に簡単な構成で偏光補償装置を実現す
ることができる。しかも微小な注入光でも双安定特性も
しくは微分利得特性を有する半導体レーザは発振を開始
し、端面で数mWの光を出射するので偏光補償とともに波
形整形，増幅も同時に行うことができる。筆者らの測定
によればヒステリシス幅1mAのときバイアス電流Iaをヒ
ステリシスの立下り電流Ithd直前においたとき、すなわ
ちバイアス電流Iaをヒステリシスの立上り電流Ithdより
1mA小さくしたとき、単一モードファイバ11の出射光が3
0μＷで双安定特性を有する半導体レーザが発振を始
め、双安定特性を有する半導体レーザの出射光として端
面で約1mWが得られた。なお双安定特性を有する半導体
レーザを偏光補償に用いる場合には、注入光量に対する
感度の点からヒステリシス幅は狭い方が良く、微分利得
特性型半導体レーザが最も望ましい。
以上述べたように、本実施例においては適当なバイアス
電流を流した双安定特性もしくは微分利得特性を有する
半導体レーザに単一モードファイバ出射光を注入するだ
けで偏光補償動作が可能となり、導波型光スイッチを効
率良く動作させることが可能となる。したがって、簡単
な構成で偏光補償装置付導波型光スイッチを実現するこ
とができる。しかも偏光補償機能ばかりでなく、波形整
形、増幅の動作も同時に行うことができる。また、この
偏光補償動作は2Gb/s程度の光信号に対しても行うこと
ができることが確認されており、光検出器と増幅用電気
回路と半導体レーザとを組み合わせたいわゆる光−電気
−光変換型偏光補償に比べてはるかに簡単な構成で高速
の信号に対しても偏光補償動作が可能である。なお導波
型光スイッチの入出射ポート数は２×２に限るものでは
なくｍ×ｍ（m,n:整数）であっても何ら不都合はない。
これは、本発明の構成においては、一旦電気信号に変換
する必要がないため、入射チャンネル数が多くなって
も、光−電気−光変換型偏光補償装置で問題となるクロ
ストークの問題が存在しないためである。また光双安定
特性もしくは微分利得特性を有する半導体レーザと導波
型光スイッチは必ずしも偏波保存ファイバで接続する必
要はなく、寸法の都合がつけば前記半導体レーザの活性
層端面と導波型光スイッチ導波路端面を直接接続しても
良い。
電流を流した双安定特性もしくは微分利得特性を有する
半導体レーザに単一モードファイバ出射光を注入するだ
けで偏光補償動作が可能となり、導波型光スイッチを効
率良く動作させることが可能となる。したがって、簡単
な構成で偏光補償装置付導波型光スイッチを実現するこ
とができる。しかも偏光補償機能ばかりでなく、波形整
形、増幅の動作も同時に行うことができる。また、この
偏光補償動作は2Gb/s程度の光信号に対しても行うこと
ができることが確認されており、光検出器と増幅用電気
回路と半導体レーザとを組み合わせたいわゆる光−電気
−光変換型偏光補償に比べてはるかに簡単な構成で高速
の信号に対しても偏光補償動作が可能である。なお導波
型光スイッチの入出射ポート数は２×２に限るものでは
なくｍ×ｍ（m,n:整数）であっても何ら不都合はない。
これは、本発明の構成においては、一旦電気信号に変換
する必要がないため、入射チャンネル数が多くなって
も、光−電気−光変換型偏光補償装置で問題となるクロ
ストークの問題が存在しないためである。また光双安定
特性もしくは微分利得特性を有する半導体レーザと導波
型光スイッチは必ずしも偏波保存ファイバで接続する必
要はなく、寸法の都合がつけば前記半導体レーザの活性
層端面と導波型光スイッチ導波路端面を直接接続しても
良い。
本発明は上記の実施例に限定されるものではない。導波
型光素子は光スイッチ以外のどんなものでも良い。他の
実施例としては、双安定特性もしくは微分利得特性を有
する半導体レーザと導波型光変調器を偏波保存ファイバ
で接続した偏光補償装置付導波型光変調器や、双安定特
性もしくは微分利得特性を有する半導体レーザと半導体
光変調器もしくは半導体光スイッチを同一基板上にモノ
リシック集積化した偏光補償装置付半導体光変調器，偏
光補償装置付半導体光スイッチなどが挙げられる。
型光素子は光スイッチ以外のどんなものでも良い。他の
実施例としては、双安定特性もしくは微分利得特性を有
する半導体レーザと導波型光変調器を偏波保存ファイバ
で接続した偏光補償装置付導波型光変調器や、双安定特
性もしくは微分利得特性を有する半導体レーザと半導体
光変調器もしくは半導体光スイッチを同一基板上にモノ
リシック集積化した偏光補償装置付半導体光変調器，偏
光補償装置付半導体光スイッチなどが挙げられる。
第１図はLiNbO3バルク型位相変調器を縦続に接続した偏
光補償装置の従来実施例を、第２図は本発明の偏光補償
装置の一実施例を示す図であり、第３図（ａ），（ｂ）
および第４図（ａ），（ｂ）は双安定レーザ（微分利得
型を含む）の特性を示す図であり、第５図は光検出器と
増幅器用電気回路と半導体レーザとを組み合わせた光−
電気−光変換型偏光補償装置の従来例を示す図である。 図において、4,11:単一モードファイバ、2,3:LiNbO3バ
ルク型位相変調器、12:双安定特性あるいは微分利得特
性を有するレーザダイオード、13:偏波保存ファイバ、1
4:導波型光スイッチ、15:光検出器、16:増幅用電気回
路、17:半導体レーザ。
光補償装置の従来実施例を、第２図は本発明の偏光補償
装置の一実施例を示す図であり、第３図（ａ），（ｂ）
および第４図（ａ），（ｂ）は双安定レーザ（微分利得
型を含む）の特性を示す図であり、第５図は光検出器と
増幅器用電気回路と半導体レーザとを組み合わせた光−
電気−光変換型偏光補償装置の従来例を示す図である。 図において、4,11:単一モードファイバ、2,3:LiNbO3バ
ルク型位相変調器、12:双安定特性あるいは微分利得特
性を有するレーザダイオード、13:偏波保存ファイバ、1
4:導波型光スイッチ、15:光検出器、16:増幅用電気回
路、17:半導体レーザ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｆ 1/03 Ｃ 1/05 Ｃ Ｈ０４Ｂ 10/02 10/28
Claims (1)
- 【請求項１】特定の偏光状態の入射信号光に対して動作
する導波型光素子に対し、前記特定偏光以外の偏光状態
の信号光が入射された場合にも該入射信号光の偏光状態
を前記特定偏光に変換する動作を行う偏光補償装置が、
該入射信号光を導波型光素子へ導く手段と導波型光素子
入射端との間に挿入された偏光補償装置付導波型光素子
であって、バイアス注入電流をかけた状態で光入力と光
出力との間に微分利得特性または光双安定性を有する半
導体レーザと、該半導体レーザに発振しきい値電流より
もわずかに小さいバイアス電流を供給して入射信号光が
オン状態の場合のみ前記半導体レーザを発振状態にする
手段と、任意の偏光状態の入射信号光を前記半導体レー
ザへ導く手段と、導波型光素子と、前記半導体レーザか
らの出射光をその偏光状態を保存したまま導波型光素子
に導く手段とにより構成したことを特徴とする偏光補償
装置付導波型光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58174631A JPH0779179B2 (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | 偏光補償装置付導波型光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58174631A JPH0779179B2 (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | 偏光補償装置付導波型光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6066492A JPS6066492A (ja) | 1985-04-16 |
| JPH0779179B2 true JPH0779179B2 (ja) | 1995-08-23 |
Family
ID=15981966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58174631A Expired - Lifetime JPH0779179B2 (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | 偏光補償装置付導波型光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0779179B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6366984A (ja) * | 1986-09-08 | 1988-03-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ論理回路 |
| US6483957B1 (en) | 2001-01-29 | 2002-11-19 | 3M Innovative Properties Company | MEMS-based polarization mode dispersion compensator |
-
1983
- 1983-09-21 JP JP58174631A patent/JPH0779179B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6066492A (ja) | 1985-04-16 |
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